EP3938561B1 - Dispositif pour former des concretions a source autonome regulee - Google Patents

Dispositif pour former des concretions a source autonome regulee Download PDF

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EP3938561B1
EP3938561B1 EP20709601.7A EP20709601A EP3938561B1 EP 3938561 B1 EP3938561 B1 EP 3938561B1 EP 20709601 A EP20709601 A EP 20709601A EP 3938561 B1 EP3938561 B1 EP 3938561B1
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EP
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current
cathode
anode
electrolysis
anodes
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EP3938561A1 (fr
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Nicolas VERJAT
Alaric ZANIBELLATO
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Geocorail
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Geocorail
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    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours

Definitions

  • the invention relates to a device for forming concretions with a regulated autonomous source.
  • the patent application EP 0 152 336 proposes a device for forming concretions using a sacrificial anode which sustains the electrolysis reaction until it dissolves.
  • Requirement WO 2005/047571 reveals how to obtain a particularly hard aggregate using controlled electrolysis from an electrical source.
  • This type of device uses a cyclic regulation of current and voltage of electrodes to alternate a significant formation of brucite and aragonite with a partial dissolution of the brucite.
  • the regulation takes into account a measurement of the electrolytic medium to determine brucite and aragonite formation thresholds, such as pH, temperature, salinity, or other.
  • US2019/010614 discloses a device and method for cathodic protection and/or passivation of a metal section in an ionically conductive material, such as steel reinforcement, in concrete or mortar.
  • the device comprises an anode, for example sacrificial, and a bar forming a cathode.
  • the device comprises a transistor, for example of the FET type, and a resistor which generates a reference current for the transistor.
  • the current is limited so as to maintain it at a value which suitable for cathodic protection but not likely to damage concrete or prematurely discharge the battery.
  • An idea underlying the invention is to propose a device for forming robust concretions while freeing itself from a significant source of electrical energy.
  • the proposed solution is to simply use a sacrificial anode power source and regulate the current causing the anode to dissolve.
  • a simple regulation or modulation of the electrolysis current makes it possible to obtain robust concretions.
  • the invention proposes a device for forming concretions in an electrolytic medium by electrolysis.
  • the device includes an anode and a cathode immersed in the electrolytic medium and a regulation circuit configured to regulate an electrolysis current to form concretions on the cathode.
  • the anode and the cathode are used as electrolysis power supply current source and are connected in the regulation circuit by at least one regulation element able to limit the electrolysis current.
  • the regulation of the current between the sacrificial anode and the cathode makes it possible to improve the formation of concretions by using a sacrificial anode as a source of electrolysis current. In particular, it is possible to modulate this current, for example to compensate for the wear of the sacrificial anode. It is also possible to carry out concretion formation cycles by alternating periods of high current and periods of low or even zero current.
  • the regulation element may include a controlled variable resistance circuit to adjust the current flowing between the anode and the cathode.
  • the device may include several anodes and the regulation element may include switches making it possible to select one or more anodes to close the circuit on the cathode.
  • the first configuration and/or the second configuration can be made using MOS or MOSFET transistors whose channel is used as a variable resistor and/or operating as a switch.
  • the device may include one or more anodes and the regulation element may include one or more MOS or MOSFET type transistors placed between the anodes and the cathode.
  • the device may comprise a control device, such as a microcontroller, which controls the regulating element to regulate the electrolysis current.
  • the control device can be configured to regulate the electrolysis current according to an established time program.
  • the device may include an independent power supply to supply the regulation circuit with electricity independently of the anodes and cathodes.
  • the anode and the cathode are used as current sources of the regulation circuit.
  • the device may comprise an additional anode electrically connected to the cathode to ensure a minimum concretion current.
  • this additional anode can be used to power the regulation circuit.
  • the main anode is in magnesium and the additional anode in Zinc so that there remains a sufficient potential difference between the zinc and the magnesium so that the regulation circuit can continue to be supplied.
  • the device comprises a battery to supply the regulation circuit with electricity and a charge pump configured to draw electrolysis current and charge the battery.
  • the anode or anodes are in magnesium, pure or impure, or in a magnesium alloy and the cathode is in an iron alloy or a copper alloy.
  • the device can comprise at least one current sensor and the current regulation can be carried out according to the measured current.
  • the device may comprise at least one voltage sensor and the current regulation may be carried out according to the measured voltage.
  • the control device is configured to modulate the control signal of the transistor(s) in Pulse Width Modulation (P.W.M.) according to the established time program.
  • P.W.M. Pulse Width Modulation
  • the MOS is used in closed/open pulse mode and the opening rates are managed by the microcontroller, according to the principle of Pulse Width Modulation
  • This operating mode makes it possible to reach an operating point target, while maximizing the energy efficiency of the system.
  • control device is also configured to modulate the control signal of the MOS or MOSFET transistor(s) according to a measurement of the voltage at the terminals of said transistor when said transistor is open and as a function of the intensity of the cathode current, that is to say the intensity flowing in the galvanic battery.
  • the device may comprise at least one sensor for measuring at least one particular characteristic of the medium in order to ensure regulation as a function of this measured characteristic.
  • the invention proposes a method for forming concretions in an electrolytic medium by means of a device as stated above, in which the device is placed in an electrolytic medium.
  • the electrolytic medium is sea water.
  • electrolytic medium is used to designate a medium, continuous or discontinuous, comprising salts in aqueous solution and in particular calcium and magnesium salts.
  • the coastline is not stable. Depending on the country, between a quarter and a half of the coasts recede, thus reducing the land surface. A sandy beach can recede several meters during a strong storm. A crumbly, rain-infiltrated chalk cliff can be undermined by high tides and collapse. Some coastal developments are jeopardized by this erosion. In addition, a rise in sea level should amplify these erosion phenomena.
  • FIG 1 represents an example of riprap carried out on a coast to reduce the phenomenon of erosion.
  • Concrete blocks 10 are placed along the coast in order to break the waves and therefore limit the phenomenon of erosion 11 which is caused on the coast. If the breakwater effect is effective, there remains a problem of anchoring the concrete blocks 10 vis-à-vis the seabed. In general the seabed is sandy and the surf tends to carry the sand seaward, thus undermining the bottom which supports the concrete blocks 10.
  • the device for forming concretions comprises a casing 100, a sacrificial anode 110 and a cathode 120.
  • the cathode 120 is arranged at a place on the seabed which it is desired to solidify.
  • the cathode 120 is connected to the box 100 to which the sacrificial anode 110 is also connected.
  • the cathode 120 is an electrical conductor on which the concretions are formed by electrolysis.
  • the cathode 120 can be a simple stripped copper or metal alloy conductor wire, for example stainless steel.
  • the cathode is a lattice of conductive wires which makes it possible to have a larger electrical contact surface in order to form a limestone matrix of large size more quickly.
  • the cathode is placed where it is desired to form the limestone matrix, the shape of the electrode further giving the shape of the limestone matrix.
  • the purpose of the sacrificial anode 110 is to generate the electric current to carry out a precipitation of the calc-magnesian type at the level of the cathode.
  • Many materials can be envisaged, such as for example alloys of zinc, aluminum, magnesium, pure or impure, and magnesium alloys. For ecological and electrochemical reasons, it is preferred to use magnesium or alloys thereof.
  • Performing electrolysis from a sacrificial magnesium anode is done with a relatively low voltage of the order of a volt.
  • the calco-magnesian reaction produces brucite, Mg(OH) 2 , and aragonite CaCOs.
  • brucite begins to form for a pH value of the order of 9.4 while aragonite begins to form for a pH value of 8.35.
  • aragonite and brucite it is necessary to have a voltage of the order of a volt.
  • the increase in voltage increases the pH and the precipitated amount of brucite and aragonite.
  • the production ratio of aragonite and brucite changes depending on the applied voltage.
  • the use of a sacrificial anode does not make it possible to act on the voltage between the electrodes but only on the current.
  • the box 100 regulates the electrolysis current to optimize the electrolysis current produced by the sacrificial anode 110.
  • the quantity of aragonite is increased by dissolution of the brucite and therefore the solidity of the concretions produced.
  • the box 100 makes it possible to produce solid concretions with an energy input limited by the sacrificial anode, which is less costly and more ecological.
  • the box 100 includes a control device which controls a variable impedance 210 placed between the anode 110 and the cathode 120.
  • the control device is a microcontroller 200.
  • the microcontroller is a very low consumption microcontroller which is powered by a battery 205.
  • a current sensor 220 measures the current flowing between the anode 110 and the cathode 120 and supplies this current measurement to the microcontroller 200.
  • the current sensor 220 is, for example, a Hall effect current sensor.
  • One or more sensors 230 are connected to the microcontroller 200 to provide one or more information relating to the ambient environment or to the behavior of the electrode-electrolyte interface and making it possible to optimize the electrolysis reaction.
  • a signaling circuit 240 is also connected to the microcontroller 200 to signal that the box is functional.
  • control device includes analog components such as a clock and/or a counter.
  • the 100 box is a waterproof box intended to be submerged for several years.
  • the choice of the microcontroller 200, of the battery 205 and of the other elements 210, 220, 230 and 240 must take account of very low consumption in order to have the greatest lifespan. If the electrolysis cycle lasts several hours, it is then possible to reduce the clock frequency of the microcontroller 200 in order to reduce its consumption. In this case, putting the control-command part to sleep between two setpoints can make it possible to very advantageously reduce the self-consumption of the device.
  • the signaling circuit of an immersed box can emit a radio signal in a very spaced out manner to signal that the box is functional. However, the emission of a radio signal, even periodic, consumes considerable energy. It may be preferred to use a push button, not shown, present on the box and operable by a diver to trigger the lighting of an LED for a few seconds if the box is functional. Alternatively, it is also possible to use an inductive sensor capable of being actuated by a metallic mass approached by a diver. Such choices also make it possible to greatly reduce consumption.
  • the microcontroller 200 is the circuit which consumes the most. As a variant, it is possible to replace it with a simplified regulation circuit which consumes less than a microcontroller. In addition, the use of a microcontroller makes it possible to change a regulation program without the need to change a single element of the circuit. The microcontroller makes it possible to adjust the current regulation just before immersing the case if necessary.
  • the optimization of the electrolysis reaction can be done according to the pH, the pressure, the temperature, the salinity, the composition of the electrolyte, the the conductivity of the medium serving as electrolyte or else the measurement of the polarization of the electrode-electrolyte interface.
  • the microcontroller 200 ensuring predetermined cycles of current independently any environmental parameter.
  • the current sensor can be eliminated and the microcontroller can regulate the current according only to the measured parameters of the ambient environment.
  • the microcontroller 200 can adjust the current to a maximum value which makes it possible to maintain the ambient parameters below the brucite formation thresholds.
  • the microcontroller 200 thus performs modulation of the current as a function of the ambient medium to maintain the ambient medium between the aragonite formation and brucite formation thresholds.
  • this type of regulation is not easy to implement.
  • battery 205 could be removed and replaced by a seawater battery dedicated to powering microcontroller 200 and comprising a dedicated anode and cathode.
  • the 100 case of the figure 2 comprises a variable impedance 210 coupled between the anode 110 and the cathode 120 as well as a current sensor 220 which measures the electrolysis current.
  • a circuit makes it possible to regulate the electrolysis current to a maximum value and a minimum electrolysis value.
  • the sacrificial anode 110 should be sized to be able to obtain a current greater than the maximum electrolysis current that is desired so that the variable impedance can be adjusted to limit this current.
  • Such a dimensioning makes it possible to guarantee a constant maximum electrolysis current independently of the wear of the sacrificial electrode 110.
  • the microcontroller 200 can adjust the value of the variable impedance 210 according to the maximum current that one wish to obtain. If one or more ambient sensors 230 are used, the microcontroller 200 can also adjust the electrolysis current according to the ambient environment.
  • the microcontroller 200 ensures the alternation of high current and low current electrolysis cycles by adjusting the variable impedance 210 to obtain a maximum current and an adjusted minimum current.
  • a second embodiment of the box 100 is represented on the picture 3 .
  • a microcontroller 200' has three outputs O1, O2 and O3 used to control switches 300, 301 and 302 serving to connect each of the anodes 110, 111 and 112 to the cathode 120.
  • a current sensor 220 connected to the microcontroller 200' , measures the electrolysis current supplied to cathode 120.
  • One or more ambient sensors 230 may be connected to microcontroller 200'.
  • controlled switches make it possible to adjust the current by connecting one or more sacrificial anodes 110 to 112 to the cathode 120.
  • Each anode 110 to 112 connected creates a current proportional to the surface of the sacrificial anode in contact with the electrolyte which is sea water.
  • the current total output can be limited by interference phenomena (coupling) with neighboring anodes.
  • the anodes are identical and are used one by one until a certain level of wear then they are used two by two then by three.
  • a fourth sacrificial anode 113 is permanently connected to cathode 120 via a single lead wire 303 to provide minimal current.
  • This fourth sacrificial anode 113 can have a surface in contact with the electrolyte which is smaller than the surfaces of the other anodes 110 to 112 so that the current is much lower.
  • this fourth sacrificial anode 113 is connected in place of the positive pole of the battery 205 and the negative pole of the battery 205 is connected to the cathode 120.
  • the connection of the anode 113 to the cathode 120 is made via the microcontroller 200'.
  • a third embodiment of the box 100 is represented on the figure 4 .
  • Two sacrificial anodes 110 and 111 are connected to the cathode 120 via the channels of two transistors 400 and 401 of the MOSFET type (from the English Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, and corresponding to field effect transistors with Metal-Oxide gate on semiconductor).
  • the gates of transistors 400 and 401 are connected to a control circuit 410.
  • Control circuit 410 is a device making it possible to memorize a state, while the system goes to sleep. To do this, the control circuit comprises a "Latch", that is to say a flip-flop or memory in French language, making it possible to memorize a state.
  • a validation output OL of the microcontroller 200" provides a validation and storage pulse which allows the control circuit 410 to memorize voltages corresponding to the outputs O1 and O2 and to supply said control voltages to the gates of the transistors 400 and 401.
  • the microcontroller 200" can be put on standby because the memorization of the control voltages is ensured by the control circuit 410.
  • the advantage of the third embodiment is that the transistors 400 and 401, by their MOSFET nature, can be used as a switch and also as a variable resistor.
  • MOSFETs have channel resistance that varies with gate voltage. In switching mode, it is preferable to use transistors having a saturation resistance of the order of a milliohm.
  • adjusting the voltage of grid allows the resistance of the channel to be adjusted, which allows the current to be adjusted when the anode voltage is constant.
  • Two analog inputs I1 and I2 of the microcontroller 200" are respectively connected to the drains of each of the transistors 400 and 401. These two analog inputs (I1, I2) are used as a voltage sensor to measure the drain voltage of each of the transistors 400 and 401.
  • a shunt resistor 420 is placed in the cathode current path. A terminal of the shunt resistor is connected to an analog input I3 of the microcontroller 200" to allow measurement of the cathode current .
  • Shunt resistor 420 is sized to have some measurement accuracy while achieving minimal voltage drop. A 420 shunt resistor of a few milliohms is suitable.
  • the analog inputs I1, I2 and I3 of the microcontroller 200" have an analog/digital converter which makes it possible to have a measurement precision equal to the conversion step of said converter.
  • the microcontroller 200" can block one of the transistors 400 or 401 in order to measure the voltage at the terminals and the current crossing the other transistor 401 or 400 to carry out a measurement of the resistance of its channel.
  • the carrying out of several measurements corresponding at different gate voltages allows the microcontroller 200" to have a characterization of the channel resistance as a function of the gate voltage for each of the transistors. After characterizing the channel resistances of the two transistors 400 and 401, it becomes possible to precisely adjust the gate voltages of the transistors as a function of the anode voltages and the cathode current as a function of the desired current.
  • the microcontroller is configured to modulate the control signal of the transistors 400, 401 in open/closed pulse mode, by applying the principle of Pulse Width Modulation. Voltage measurements are made via the aforementioned analog input I1 or I2 of the microcontroller 200" when the transistor 400, 401 connected to said analog input I1 or I2 is in an open state and current measurements are made via the input analog I3 when the transistor or transistors 400, 401 is in a closed state.
  • the microcontroller regulates the pulse widths according to an established time program and current and voltage measurements via a servo loop managed by the 200" microcontroller. The average power delivered by the device depends on the pulse widths.
  • the resistive losses are almost zero, which optimizes preferentially the consumption of anodes.
  • the transistor 400, 401 when the transistor 400, 401 is open, the only anode consumption is that of its autocorrosion value.
  • the galvanic battery delivers useful current for the application (with a non-zero, but largely reduced self-corrosion value).
  • This configuration is very largely advantageous in comparison with a variable resistor which would regulate the current delivered in the battery. Because, in the latter case, the loss by Joule effect in the resistor or in the MOS used in its linear resistive range considerably reduces the efficiency, and therefore the life of the galvanic battery.
  • the device further comprises electronic filters of the RLC type or other signal processing mode, to smooth the pulses generated by the transistors 400, 401.
  • the shunt resistor 420 can be eliminated and the voltage is measured between the anode(s) and the cathode when the transistors are open.
  • the gate voltages of transistors 400 and 401 are then adjusted according to the measured voltages which are also representative of the wear of the sacrificial anodes 110 and 111.
  • the adjustment of the gate voltages of transistors 400 and 401 can also be made according measurements of the ambient environment using one or more ambient sensors 230.
  • the microcontroller 200′′ is powered by a seawater battery comprising a dedicated anode 431 and cathode 432 intended to be immersed in an electrolytic medium, such as seawater.
  • the microcontroller 200" can also be powered by a battery as for the embodiments of the figure 2 And 3 .
  • a fourth embodiment is shown in the figure 5 .
  • the microcontroller 200" is powered by a battery 500.
  • a charge pump 510 is arranged to draw current between the anode 110 and the cathode 120 in order to charge the battery 500.
  • the device and the capacity of the battery 500 are dimensioned in order to ensure continuity of service of the control-command part.
  • the charge pump 500 is configured to draw current and charge the battery while a current cycle is applied
  • the microcontroller 200" triggers a backup mode in which the charge pump 510 draws current and charges the battery 510 as soon as the supply voltage of the microcontroller drops below below a first critical threshold and until the latter exceeds a second threshold, higher than the first.
  • This embodiment is advantageous in that the device is automatically put into service when it is submerged.
  • the device can thus be preprogrammed and for example be embedded in the resin, only the cathode and the anode or anodes being intended to come into contact with the electrolytic medium.
  • the immersion of the device in the electrolyte medium can allow the activation of the case upon immersion and its start after a defined time delay.
  • the device for forming concretions can also be used on the high seas or on any seabed serving as support for a structure such as a maritime wind turbine, a lighthouse or a drilling station.
  • the device can also be used immersed in brackish water, in industrial fluids and in soils soaked in an electrolytic liquid such as sea soil, in particular.
  • the device only comprises a single cathode 120 associated with one or more sacrificial anodes
  • the device is capable of comprising several cathodes which are each associated with one or more anodes sacrificial through a respective circuit, the control device then being configured to simultaneously or successively control the various circuits.

Description

    Domaine technique
  • L'invention se rapporte à un dispositif pour former des concrétions à source autonome régulée.
    • Arrière-plan technologique
  • La demande US-A-4,246,075 dévoile un dispositif pour former des concrétions calcaires en milieu marin par électrolyse. Ce dispositif utilise une source électrique pour générer un mélange de brucite et d'aragonite.
  • La demande de brevet EP 0 152 336 propose un dispositif pour former des concrétions en utilisant une anode sacrificielle qui entretient la réaction d'électrolyse jusqu'à sa dissolution.
  • La demande WO 2005/047571 dévoile comment obtenir un agrégat particulièrement dur en utilisant une électrolyse contrôlée à partir d'une source électrique. Ce type de dispositif utilise une régulation cyclique de courant et de tension d'électrodes pour alterner une formation importante de brucite et d'aragonite avec une dissolution partielle de la brucite. La régulation prend en compte une mesure du milieu électrolytique pour déterminer des seuils de formation de brucite et d'aragonite, tel que pH, température, salinité, ou autre.
  • Ainsi, selon l'état de l'art, il existe des dispositifs permettant de former des concrétions solides mais en utilisant des sources d'énergie importantes qui sont relativement coûteuses et parfois peu écologiques. L'utilisation d'anode sacrificielle permet de s'affranchir du problème de source d'énergie électrique. Toutefois, les concrétions obtenues ne sont pas suffisamment robustes pour des applications de consolidation du fond marin.
  • US2019/010614 divulgue un dispositif et un procédé de protection cathodique et/ou de passivation d'une section métallique dans un matériau conducteur ionique, tel qu'un renforcement en acier, dans du béton ou du mortier. Le dispositif comporte une anode, par exemple sacrificielle, et un barreau formant cathode. Le dispositif comporte un transistor, par exemple de type FET, et une résistance qui génère un courant de référence pour le transistor. Ainsi, le courant est limité de sorte à le maintenir à une valeur qui convient pour la protection cathodique mais n'est pas susceptible d'endommager le béton ou de décharger la pile prématurément.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de proposer un dispositif pour former des concrétions robustes tout en s'affranchissant d'une source d'énergie électrique importante. La solution proposée consiste à simplement utiliser une source d'énergie à anode sacrificielle et à réguler le courant provoquant la dissolution de l'anode. Une simple régulation ou modulation du courant d'électrolyse permet d'obtenir des concrétions robustes.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention propose un dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse. Le dispositif comporte une anode et une cathode immergées dans le milieu électrolytique et un circuit de régulation configuré pour réguler un courant d'électrolyse pour former des concrétions sur la cathode. L'anode et la cathode sont utilisées comme source de courant d'alimentation de l'électrolyse et sont reliées dans le circuit de régulation par au moins un élément de régulation apte à limiter le courant d'électrolyse.
  • La régulation du courant entre l'anode sacrificielle et la cathode permet d'améliorer la formation de concrétions en utilisant une anode sacrificielle comme source de courant d'électrolyse. Notamment, il est possible de moduler ce courant, par exemple pour compenser l'usure de l'anode sacrificielle. Il est également possible de réaliser des cycles de formation de concrétions en alternant des périodes de fort courant et des périodes de courant faible, voire nul.
  • Selon une première configuration, l'élément de régulation peut comporter un circuit à résistance variable contrôlée pour ajuster le courant circulant entre l'anode et la cathode.
  • Selon une deuxième configuration, le dispositif peut comporter plusieurs anodes et l'élément de régulation peut comporter des interrupteurs permettant de sélectionner une ou plusieurs anodes pour fermer le circuit sur la cathode.
  • Dans un mode de réalisation particulier, la première configuration et/ou la deuxième configuration peuvent être réalisées en utilisant des transistors MOS ou MOSFET dont le canal est utilisé comme résistance variable et/ou fonctionnant en interrupteur. Ainsi, le dispositif peut comporter une ou plusieurs anodes et l'élément de régulation peut comporter un ou plusieurs transistors de type MOS ou MOSFET placés entre les anodes et la cathode.
  • Préférentiellement, le dispositif peut comporter un dispositif de contrôle, tel qu'un microcontrôleur, qui commande l'élément de régulation pour réguler le courant d'électrolyse. Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle peut être configuré pour réguler le courant d'électrolyse en fonction d'un programme temporel établi.
  • Le dispositif peut comporter une alimentation autonome pour alimenter en électricité le circuit de régulation indépendamment des anodes et cathodes.
  • Selon un autre mode de réalisation, l'anode et la cathode sont utilisées comme source de courant du circuit de régulation.
  • Selon une configuration particulière, le dispositif peut comporter une anode supplémentaire électriquement connectée à la cathode pour assurer un courant de concrétion minimal. Avantageusement, cette anode supplémentaire peut être utilisée pour alimenter le circuit de régulation. Dans cas, l'anode principale est en magnésium et l'anode supplémentaire en Zinc afin qu'il reste une différence de potentiel suffisante entre le zinc et le magnésium pour que le circuit de régulation puisse continuer à être alimenté.
  • Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte une batterie pour alimenter en électricité le circuit de régulation et une pompe de charge configurée pour prélever du courant d'électrolyse et charger la batterie.
  • Dans un mode de réalisation préféré, la ou les anodes sont en magnésium, pur ou impur, ou dans un alliage de magnésium et la cathode est en alliage de fer ou en alliage de cuivre.
  • Le dispositif peut comporter au moins un capteur de courant et la régulation du courant peut être réalisée en fonction du courant mesuré.
  • Le dispositif peut comporter au moins un capteur de tension et la régulation du courant peut être réalisée en fonction de la tension mesurée.
  • Selon un mode de réalisation, le dispositif de contrôle est configuré pour moduler le signal de commande du ou des transistors en Modulation de Largeur d'impulsion (M.L.I. : en anglais Pulse Width Modulation P.W.M.) en fonction du programme temporel établi. En d'autres termes, le MOS est utilisé en mode impulsionnel fermé/ouvert et les cadences d'ouvertures sont gérées par le microcontrôleur, selon le principe de Modulation de Largeur d'impulsions Ce mode de fonctionnement permet d'atteindre un point de fonctionnement cible, tout en maximisant le rendement énergétique du système.
  • Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de contrôle est en outre configuré pour moduler le signal de commande du ou des transistors MOS ou MOSFET en fonction d'une mesure de la tension aux bornes dudit transistor lorsque ledit transistor est ouvert et en fonction de l'intensité du courant de cathode, c'est-à-dire de l'intensité circulant dans la pile galvanique.
  • Ces 2 mesures permettent l'ajustement du fonctionnement du dispositif, via une boucle d'asservissement gérée par le microcontrôleur.
  • Le dispositif peut comporter au moins un capteur pour mesurer au moins une caractéristique particulière du milieu afin d'assurer la régulation en fonction de cette caractéristique mesurée.
  • Selon un mode de réalisation particulier l'invention propose un procédé pour former des concrétions dans un milieu électrolytique au moyen d'un dispositif tel que précédemment énoncé, dans lequel l'on place le dispositif dans un milieu électrolytique.
  • Selon un mode de réalisation particulier le milieu électrolytique est l'eau de mer.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
    • [Fig.1] La figure 1 représente un exemple de mise en oeuvre d'un dispositif pour former des concrétions.
    • [Fig.2] La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif pour former des concrétions.
    • [Fig.3] La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif pour former des concrétions.
    • [Fig.4] La figure 4 représente un troisième mode de réalisation d'un dispositif pour former des concrétions.
    • [Fig.5] La figure 5 représente un quatrième mode de réalisation d'un dispositif pour former des concrétions.
    Description des modes de réalisation
  • Dans la description et les revendications, on utilise le terme « milieu électrolytique » pour désigner un milieu, continu ou discontinu, comportant des sels en solution aqueuse et notamment des sels de calcium et de magnésium.
  • Le littoral n'est pas stable. Suivant les pays, entre un quart et la moitié des côtes reculent, réduisant ainsi la surface de terre. Une plage de sable peut reculer de plusieurs mètres lors d'une forte tempête. Une falaise de craie friable et infiltrée par les eaux de pluie peut être sapée par les fortes marées et s'effondrer. Certains aménagements côtiers, sont mis en péril par cette érosion. En outre, une hausse du niveau de la mer devrait amplifier ces phénomènes d'érosion.
  • La figure 1 représente un exemple d'enrochement réalisé sur une côte pour réduire le phénomène d'érosion. Des blocs de béton 10 sont déposés le long de la côte afin de briser les vagues et donc de limiter le phénomène d'érosion 11 qui est causé sur la côte. Si l'effet de brise lame est efficace, il reste un problème d'ancrage des blocs de béton 10 vis-à-vis du fond marin. En général le fond marin est sablonneux et le ressac a tendance à entraîner le sable vers le large, sapant ainsi le fond qui supporte les blocs de béton 10.
  • Le dispositif pour former des concrétions comporte un boitier 100, une anode sacrificielle 110 et une cathode 120. La cathode 120 est disposée à un endroit du fond marin que l'on souhaite solidifier. La cathode 120 est connectée au boitier 100 auquel est également connectée l'anode sacrificielle 110.
  • La cathode 120 est un conducteur électrique sur lequel vient se former les concrétions par électrolyse. La cathode 120 peut être un simple fil conducteur dénudé en cuivre ou en alliage métallique, par exemple de l'acier inoxydable. Avantageusement, la cathode est un treillis de fils conducteurs qui permet d'avoir une surface de contact électrique plus importante pour former une matrice calcaire de taille importante plus rapidement. La cathode est placée à l'endroit où l'on souhaite former la matrice calcaire, la forme de l'électrode donnant en outre la forme de la matrice calcaire.
  • L'anode sacrificielle 110 a pour but de générer le courant électrique pour réaliser une précipitation de type calco-magnésienne au niveau de la cathode. De nombreux matériaux sont envisageables tel que par exemple des alliages de zinc, d'aluminium, de magnésium, pur ou impur, et des alliages de magnésium. Pour des raisons écologiques et électrochimiques, on préfère utiliser du magnésium ou des alliages de celui-ci.
  • La réalisation d'une électrolyse à partir d'une anode sacrificielle au magnésium se fait avec une tension relativement faible de l'ordre du volt. La réaction calco-magnésienne produit de la brucite, Mg(OH)2, et de l'aragonite CaCOs.
  • A une température de 20°C, la brucite commence à se former pour une valeur de pH de l'ordre de 9,4 tandis que l'aragonite commence à se former pour une valeur de pH de 8,35. Pour les deux précipitations d'aragonite et de brucite il est nécessaire d'avoir une tension de l'ordre du volt. En outre, l'augmentation de la tension augmente le pH et la quantité précipitée de brucite et d'aragonite. Le ratio de production d'aragonite et de brucite change en fonction de la tension appliquée. L'utilisation d'une anode sacrificielle ne permet pas d'agir sur la tension entre les électrodes mais seulement sur le courant.
  • Afin de créer un amalgame plus dur, le boitier 100 régule le courant d'électrolyse pour optimiser le courant d'électrolyse produit par l'anode sacrificielle 110. Selon un mode de réalisation, il est préféré d'alterner des cycles de formation de brucite et d'aragonite avec des cycles de dissolution de brucite. Ainsi, on augmente la quantité d'aragonite par dissolution de la brucite et donc la solidité des concrétions réalisées.
  • A titre d'exemple, on peut alterner des cycles de courant maximal d'une heure avec des cycles de 8 heures de courant faible ou nul. Par courant maximal, il faut comprendre un courant de quelques ampères à quelques dizaines d'ampères qui dépend principalement de la taille de la surface de l'anode et de la surface de la cathode. Par courant faible ou nul, il faut comprendre un courant inférieur au courant maximal de sorte que la réaction d'électrolyse produise un mélange Aragonite-Brucite dans les proportions désirées. Le courant faible peut également être déterminé pour ajuster le pH de l'eau de mer afin de dissoudre de la brucite tout en maintenant une formation minimale d'aragonite.
  • Ces cycles permettent d'alterner des phases de précipitation de brucite-aragonite, créant in fine des arrangements géométriques combinant les deux phases, induisant des propriétés mécaniques intéressantes. Ainsi, le boitier 100 permet de réaliser des concrétions solides avec un apport d'énergie limité par l'anode sacrificielle, ce qui est moins coûteux et plus écologique.
  • Un premier mode de réalisation est décrit de manière plus détaillée en faisant référence à la figure 2. Le boitier 100 comporte un dispositif de contrôle qui contrôle une impédance variable 210 placée entre l'anode 110 et la cathode 120. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de contrôle est un microcontrôleur 200. Selon un mode de réalisation, le microcontrôleur est un microcontrôleur à très faible consommation qui est alimenté par une pile 205. Afin d'optimiser la réaction d'électrolyse, un capteur de courant 220 mesure le courant circulant entre l'anode 110 et la cathode 120 et fournit cette mesure de courant au microcontrôleur 200. Le capteur de courant 220 est, par exemple, un capteur de courant à effet Hall. Un ou plusieurs capteurs 230 sont reliés au microcontrôleur 200 pour fournir une ou plusieurs informations relatives au milieu ambiant ou au comportement de l'interface électrode-électrolyte et permettant d'optimiser la réaction d'électrolyse. Un circuit de signalisation 240 est également connecté au microcontrôleur 200 pour signaler que le boitier est fonctionnel.
  • Dans des modes de réalisation non représentés, le dispositif de contrôle comporte des composants analogiques tels qu'une horloge et/ou un compteur.
  • Le boitier 100 est un boitier étanche destiné à être immergé pendant plusieurs années. Le choix du microcontrôleur 200, de la pile 205 et des autres éléments 210, 220, 230 et 240 doit prendre en compte une très faible consommation pour avoir une durée de vie la plus grande. Si le cycle d'électrolyse dure plusieurs heures, il est alors possible de réduire la fréquence d'horloge du microcontrôleur 200 afin de réduire sa consommation. Dans ce cas, une mise en sommeil de la partie contrôle-commande entre deux consignes peut permettre de réduire très avantageusement l'autoconsommation du dispositif.
  • D'autres choix peuvent également fortement réduire la consommation. Le circuit de signalisation d'un boitier immergé peut émettre un signal radio de manière très espacée pour signaler que le boitier est fonctionnel. Cependant, l'émission d'un signal radio même périodique consomme une énergie non négligeable. On peut préférer utiliser un bouton poussoir, non représenté, présent sur le boitier et actionnable par un plongeur pour déclencher l'allumage d'une LED pendant quelques secondes si le boitier est fonctionnel. De manière alternative, il est également possible d'utiliser un capteur inductif susceptible d'être actionné par une masse métallique approché par un plongeur. De tels choix permettent également de réduire fortement la consommation.
  • En termes de consommation, le microcontrôleur 200 est le circuit qui consomme le plus. En variante, il est possible de le remplacer par un circuit de régulation simplifié qui consomme moins qu'un microcontrôleur. En outre, l'utilisation d'un microcontrôleur permet de changer un programme de régulation sans avoir besoin de changer un seul élément du circuit. Le microcontrôleur permet d'ajuster la régulation du courant juste avant d'immerger le boitier si nécessaire.
  • En ce qui concerne le ou les capteurs de milieu ambiant, l'optimisation de la réaction d'électrolyse peut se faire en fonction du pH, de la pression, de la température, de la salinité, de la composition de l'électrolyte, de la conductivité du milieu servant d'électrolyte ou encore de la mesure de la polarisation de l'interface électrode-électrolyte. Pour un boitier destiné à être immergé en permanence à une profondeur de plus de 10 mètres, il est possible de considérer que le milieu reste stable et donc de ne pas utiliser de capteur de milieu ambiant, le microcontrôleur 200 assurant des cycles prédéterminés de courant indépendamment de tout paramètre de milieu ambiant.
  • Selon un autre mode de réalisation, le capteur de courant peut être supprimé et le microcontrôleur peut réaliser une régulation du courant en fonction uniquement des paramètres mesurés du milieu ambiant. A titre d'exemple, le microcontrôleur 200 peut ajuster le courant à une valeur maximale qui permet de maintenir les paramètres ambiants en dessous des seuils de formation de brucite. Le microcontrôleur 200 réalise ainsi une modulation du courant en fonction du milieu ambiant pour maintenir le milieu ambiant entre les seuils de formation d'aragonite et de formation de brucite. Toutefois, ne contrôlant pas la tension de l'anode sacrificielle ni tous les paramètres permettant d'agir sur le milieu ambiant, ce type de régulation n'est pas facile à mettre en oeuvre.
  • En alternative, la pile 205 pourrait être supprimée et remplacée par une pile à l'eau de mer dédiée à l'alimentation du microcontrôleur 200 et comportant une anode et une cathode dédiées.
  • Le boitier 100 de la figure 2 comporte une impédance variable 210 couplée entre l'anode 110 et la cathode 120 ainsi qu'un capteur de courant 220 qui mesure le courant d'électrolyse. Un tel circuit permet de réguler le courant d'électrolyse à une valeur maximale et une valeur minimale d'électrolyse. Il convient de dimensionner l'anode sacrificielle 110 pour pouvoir obtenir un courant supérieur au courant maximal d'électrolyse que l'on souhaite de sorte que l'impédance variable puisse être ajustée pour limiter ce courant. Un tel dimensionnement permet de garantir un courant maximal d'électrolyse constant indépendamment de l'usure de l'électrode sacrificielle 110. En effet, le microcontrôleur 200 peut ajuster la valeur de l'impédance variable 210 en fonction du courant maximal que l'on souhaite obtenir. Si un ou plusieurs capteurs de milieu ambiant 230 sont utilisés, le microcontrôleur 200 peut aussi ajuster le courant d'électrolyse en fonction du milieu ambiant.
  • Dans ce mode de réalisation, le microcontrôleur 200 assure l'alternance des cycles de courant fort et de courant faible d'électrolyse en ajustant l'impédance variable 210 pour obtenir un courant maximal et un courant minimal ajusté.
  • Un deuxième mode de réalisation du boitier 100 est représenté sur la figure 3. Dans ce deuxième mode de réalisation, plusieurs anodes sacrificielles 110, 111 et 112 sont utilisées. Un microcontrôleur 200' dispose de trois sorties O1, O2 et O3 utilisées pour contrôler des interrupteurs 300, 301 et 302 servant à relier chacune des anodes 110, 111 et 112 à la cathode 120. Un capteur de courant 220, relié au microcontrôleur 200', mesure le courant d'électrolyse qui alimente la cathode 120. Un ou plusieurs capteurs de milieu ambiant 230 peuvent être connectés au microcontrôleur 200'.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation des interrupteurs commandés permettent d'ajuster le courant en connectant une ou plusieurs anodes sacrificielles 110 à 112 à la cathode 120. Chaque anode 110 à 112 connectée crée un courant proportionnel à la surface de l'anode sacrificielle en contact avec l'électrolyte qui est l'eau de mer. Le courant total débité peut être limité par les phénomènes d'interférences (couplage) avec les anodes voisines. Ainsi il est possible d'ajuster le courant à différents niveaux en fonction de ce que peut fournir chaque anode. Dans un exemple particulier les anodes sont identiques et sont utilisées une par une jusqu'à un certain niveau d'usure puis elles sont utilisées deux par deux puis par trois.
  • Dans une variante, une quatrième anode sacrificielle 113 est reliée en permanence à la cathode 120 par l'intermédiaire d'un simple fil de connexion 303 pour fournir un courant minimal. Cette quatrième anode sacrificielle 113 peut avoir une surface en contact avec l'électrolyte qui soit inférieure aux surfaces des autres anodes 110 à 112 de sorte que le courant soit beaucoup plus faible.
  • Dans une autre variante, non représentée, cette quatrième anode sacrificielle 113 est connectée à la place du pôle positif de la pile 205 et le pôle négatif de la pile 205 est connecté à la cathode 120. Ainsi, la connexion de l'anode 113 à la cathode 120 se fait par l'intermédiaire du microcontrôleur 200'.
  • Un troisième mode de réalisation du boitier 100 est représenté sur la figure 4. Deux anodes sacrificielles 110 et 111 sont reliées à la cathode 120 par l'intermédiaire des canaux de deux transistors 400 et 401 de type MOSFET (de l'anglais Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, et correspondant à des transistors à effet de champ à grille Métal-Oxyde sur semiconducteur). Les grilles des transistors 400 et 401 sont reliées à un circuit de commande 410. Le circuit de commande 410 est un dispositif permettant de mémoriser un état, pendant que le système se met en sommeil. Pour ce faire, le circuit de commande comporte un « Latch », c'est-à-dire une bascule ou mémoire en langue française, permettant de mémoriser un état. Ce dispositif doit pouvoir recevoir sur deux entrées des commandes provenant de deux sorties O1 et O2 du microcontrôleur 200". Une sortie de validation OL du microcontrôleur 200" fournit une impulsion de validation et de mémorisation qui permet au circuit de commande 410 de mémoriser des tensions de commande correspondant aux sorties O1 et O2 et de fournir lesdites tensions de commande aux grilles des transistors 400 et 401. Ainsi, le microcontrôleur 200" peut être mis en veille car la mémorisation des tensions de commande est assurée par le circuit de commande 410.
  • L'avantage du troisième mode de réalisation est que les transistors 400 et 401, de par leur nature de MOSFET, peuvent être utilisés en interrupteur et également en résistance variable. Les MOSFET ont une résistance de canal qui varie en fonction de la tension de grille. En mode commutation, il est préférable d'utiliser des transistors ayant une résistance de saturation de l'ordre du milliohm. Néanmoins, l'ajustement de la tension de grille permet d'ajuster la résistance du canal, ce qui permet d'ajuster le courant lorsque la tension d'anode est constante.
  • Pour un contrôle optimum des MOSFET, des mesures de tension et de courant peuvent être réalisées. Deux entrées analogiques I1 et I2 du microcontrôleur 200" sont connectées respectivement aux drains de chacun des transistors 400 et 401. Ces deux entrées analogiques (I1, I2) sont utilisées comme capteur de tension pour mesurer la tension de drain de chacun des transistors 400 et 401. Pour assurer le contrôle en courant, une résistance de shunt 420 est placée sur le chemin du courant de cathode. Une borne de la résistance de shunt est reliée à une entrée analogique I3 du microcontrôleur 200" pour permettre de mesurer le courant de cathode. La résistance de shunt 420 est dimensionnée pour avoir une certaine précision de mesure tout en réalisant une chute de tension minimale. Une résistance de shunt 420 de quelques milliohms convient. Les entrées analogiques I1, I2 et I3 du microcontrôleur 200" disposent d'un convertisseur analogique/numérique qui permet d'avoir une précision de mesure égale au pas de conversion dudit convertisseur.
  • Ainsi le microcontrôleur 200" peut bloquer l'un des transistors 400 ou 401 afin de mesurer la tension aux bornes et le courant traversant l'autre transistor 401 ou 400 pour réaliser une mesure de la résistance de son canal. La réalisation de plusieurs mesures correspondant à des tensions de grille différentes permet au microcontrôleur 200" d'avoir une caractérisation de la résistance de canal en fonction de la tension de grille pour chacun des transistors. Après caractérisation des résistances de canal des deux transistors 400 et 401, il devient possible d'ajuster de manière précise les tensions de grille des transistors en fonction des tensions d'anode et du courant de cathode en fonction du courant désiré.
  • Dans un mode de fonctionnement, le microcontrôleur est configuré pour moduler le signal de commande des transistors 400, 401 en mode impulsionnels ouvert/fermé, en appliquant le principe de Modulation de Largeur d'impulsion. Des mesures de tension sont réalisées via l'entrée analogique I1 ou I2 précitées du microcontrôleur 200" lorsque le transistor 400, 401 raccordé à ladite entrée analogique I1 ou I2 est dans un état ouvert et des mesures d'intensité sont réalisées via l'entrée analogique I3 lorsque le ou les transistors 400, 401 est dans un état fermé. Le microcontrôleur régule les largeurs d'impulsion en fonction d'un programme temporel établi et des mesures d'intensité et de tension via une boucle d'asservissement gérée par le microcontrôleur 200". La puissance moyenne délivrée par le dispositif dépend des largeurs d'impulsion. Dans cette configuration, les pertes résistives sont quasiment nulles, ce qui optimise préférentiellement les consommations d'anodes. En effet, lorsque le transistor 400, 401 est ouvert, la seule consommation d'anode est celle de sa valeur d'autocorrosion. Lorsque le transistor 400, 401 est fermé, la pile galvanique débite du courant utile pour l'application (avec une valeur d'autocorrosion non nulle, mais largement diminuée). Cette configuration est très largement avantageuse par comparaison avec une résistance variable qui régulerait le courant débité dans la pile. Car, dans ce dernier cas, la perte par effet joule dans la résistance ou dans le MOS utilisé dans sa plage résistive linéaire diminue considérablement le rendement, donc la durée de vie de la pile galvanique.
  • Selon des modes de réalisation, le dispositif comporte en outre des filtres électroniques de type RLC ou autres mode de traitement du signal, pour lisser les impulsions générées par les transistors 400, 401.
  • Dans une variante simplifiée, la résistance de shunt 420 peut être supprimée et l'on mesure la tension entre la ou les anodes et la cathode lorsque les transistors sont ouverts. Les tensions de grilles des transistors 400 et 401 sont ensuite ajustées en fonction des tensions mesurées qui sont également représentatives de l'usure des anodes sacrificielles 110 et 111. L'ajustement des tensions de grilles des transistors 400 et 401 peut également se faire en fonction de mesures du milieu ambiant à l'aide d'un ou plusieurs capteurs de milieu ambiant 230.
  • Notons que, dans le mode de réalisation de la figure 4, le microcontrôleur 200" est alimenté par une pile à l'eau de mer comportant une anode 431 et une cathode 432 dédiées destinées à être plongés dans un milieu électrolytique, tel que l'eau de mer. Toutefois, de manière alternative, le microcontrôleur 200" peut également être alimenté par une pile comme pour les modes de réalisation des figures 2 et 3.
  • Un quatrième mode de réalisation est représenté sur la figure 5. Dans ce mode de réalisation, le microcontrôleur 200" est alimenté par une batterie 500. En outre, une pompe de charge 510 est agencée pour prélever du courant entre l'anode 110 et la cathode 120 afin de charger la batterie 500. Le dispositif et la capacité de la batterie 500 sont dimensionnés afin d'assurer une continuité de service de la partie contrôle commande. De manière avantageuse, la pompe de charge 500 est configurée pour prélever du courant et charger la batterie pendant qu'on applique un cycle de courant faible d'électrolyse. En outre, selon un mode de réalisation avantageux, le microcontrôleur 200" déclenche un mode sauvegarde dans lequel la pompe de charge 510 prélève du courant et charge la batterie 510 dès que la tension d'alimentation du microcontrôleur descend en-dessous d'un premier seuil critique et jusqu'à ce que cette dernière dépasse un second seuil, supérieur au premier.
  • Ce mode de réalisation est avantageux en ce que le dispositif se met automatiquement en service au moment où il est immergé. Le dispositif peut ainsi être préprogrammé et par exemple être noyé dans la résine, seules la cathode et la ou les anodes étant destinées à entrer en contact avec le milieu électrolytique. Ainsi, la plongée du dispositif dans le milieu électrolyte peut permettre l'activation du boitier dès l'immersion et son démarrage après une temporisation définie.
  • La présente description fait référence à une solidification du fond marin le long d'une côte. Le dispositif pour former les concrétions peut également être utilisé en haute mer ou sur tout fond marin servant de soutènement à un ouvrage tel qu'une éolienne maritime, un phare ou une station de forage. Le dispositif peut également être utilisé immergé dans une eau saumâtre, dans des fluides industriels et des sols imbibés d'un liquide électrolytique tel qu'un sol marin, notamment.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
  • En particulier, bien que dans les modes de réalisation décrit ci-dessus, le dispositif ne comporte qu'une seule cathode 120 associé avec une ou plusieurs anodes sacrificielles, le dispositif est susceptible de comporter plusieurs cathodes qui sont chacune associées avec une ou plusieurs anodes sacrificielles au travers d'un circuit respectif, le dispositif de contrôle étant alors configuré pour commander simultanément ou successivement les différents circuits.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (16)

  1. Dispositif pour former des concrétions en milieu électrolytique par électrolyse, lequel comportant une anode (110) et une cathode (120) immergées dans le milieu électrolytique et un circuit de régulation (100) configuré pour réguler un courant d'électrolyse pour former des concrétions sur la cathode (120), dans lequel l'anode (110) et la cathode (120) sont utilisées comme source de courant d'alimentation de l'électrolyse et sont reliées dans le circuit de régulation par au moins un élément de régulation (210, 300, 301, 302, 400, 401) apte à limiter le courant d'électrolyse, le dispositif comportant en outre un dispositif de contrôle (200, 200', 200") qui commande l'élément de régulation pour réguler le courant d'électrolyse, le dispositif de contrôle étant configuré pour réguler le courant d'électrolyse en fonction d'un programme temporel établi.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'élément de régulation comporte un circuit à résistance variable contrôlée (210) pour ajuster le courant circulant entre l'anode (110) et la cathode (120).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif comporte plusieurs anodes (110 à 112) et dans lequel l'élément de régulation comporte des interrupteurs (300 à 302) permettant de sélectionner une ou plusieurs anodes (110 à 112) pour fermer le circuit sur la cathode (120).
  4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif comporte une ou plusieurs anodes (110,111) et dans lequel l'élément de régulation comporte un ou plusieurs transistors de type MOS ou MOSFET (400, 401) placés entre les anodes (110, 111) et la cathode (120).
  5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de contrôle (200") est configuré pour moduler le signal de commande du ou des transistors (400, 401) en Modulation de Largeur d'impulsion en fonction du programme temporel établi.
  6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de contrôle est en outre configuré pour moduler le signal de commande du ou des transistors (400, 401) en fonction d'une mesure de la tension aux bornes dudit transistor (400, 401) lorsque ledit transistor (400, 401) est ouvert et en fonction d'une intensité du courant de cathode lorsque ledit transistor (400, 401) est fermé.
  7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif comporte une alimentation autonome (205) pour alimenter en électricité le circuit de régulation indépendamment des anodes (110 à112) et cathodes (120).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'anode (110) et la cathode (120) sont utilisées comme source de courant du circuit de régulation.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif comporte une batterie (500) pour alimenter en électricité le circuit de régulation et une pompe de charge (510) configurée pour prélever du courant d'électrolyse et charger la batterie (500).
  10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, lequel comporte une anode supplémentaire (113) électriquement connectée à la cathode (120) pour assurer un courant de concrétion minimal.
  11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la ou les anodes (110 à 113) sont en magnésium et la cathode (120) est en alliage de fer ou de cuivre.
  12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes qui comporte au moins un capteur de courant (220, 420) et dans lequel le dispositif de contrôle (200") est configuré pour réguler le courant en fonction du courant mesuré.
  13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes qui comporte au moins un capteur de tension (I1, I2) et dans lequel le dispositif de contrôle (200") est configuré pour réguler le courant en fonction de la tension mesurée.
  14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes qui comporte au moins un capteur (230) pour mesurer au moins une caractéristique particulière du milieu et dans lequel le dispositif de contrôle (200") est configuré pour réguler le courant en fonction de cette caractéristique mesurée.
  15. Procédé pour former des concrétions dans un milieu électrolytique au moyen d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel l'on place le dispositif dans un milieu électrolytique.
  16. Procédé selon la revendication 15 , dans lequel le milieu électrolytique est choisi parmi l'eau de mer, les eaux saumâtres, les fluides industriels et les sols imbibés d'un liquide électrolytique.
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